- 利用分立式器件提升蜂窝基站PA性能

使用控制逻辑电路之后，可以对电流传感器和温度传感器的输出进行连续的监测。在对传感器的读数进行监测的同时，利用数字电位器或DAC对功率放大器闸极电压进行动态控制，可以维持一个最佳的偏置状态。对于闸极电压所需的控制量将决定DAC的分辨率。电信公司一般在基站设计中使用多个功率放大器(图2)，因为可以在对每个RF载波设备选择功率放大器时，提供更多的灵活性。每个功率放大器可以针对一个具体的调变方案而优化，结合并联功率放大器也可以改善线性度和整体效率，在这种情况下，功率放大器也许要用多个串联增益级，包括使用一些可变增益放大器(VGA)和前置驱动器，以满足增益和效率的要求。一个多信道DAC可以完成这些功能区块中的各种电位准设定和增益控制的要求。

图2　典型的HPA信号链

为了对功率放大器的闸极电压实现精确控制，有这些ADC可以提供12位的单信道、双信道和四信道输出。这些组件具有极好的源(Source)电流和灌(Sink)电流的能力，在大多数情况下就无须使用输出缓冲器。这些电路兼有低功耗、单调性以及快速稳定时间的优点，可以实现精确的位准设定应用。

数字电位计为最佳低成本选择方案

在精密度不是最主要的考虑因素、8位的分辨率是可接受的应用中，数字电位计是一种更低成本的选择。这些电位计与机械式的电位计或可变电阻具有相同的电子调节功能，而且具有更好的分辨率、固态威廉希尔官方网站 的可靠性以及卓越的温度性能。非挥发性和一次可编程(OTP)的数位电位计在分时双工(TDD)RF应用中是理想的选择；在此种应用中的TDD接收期间，功率放大器是关闭的，在发送期间，功率放大器是采用固定闸压且导通的。此可编程的启动电压降低开启延迟，并且改善在开启功率放大器晶体管时进入发射状态时的效率，在接收期间可以关断功率放大器晶体管的能力，避免发射噪声对接收信号的破坏，此威廉希尔官方网站 也改善功率放大器的总效率。根据信道数量、接口类型、分辨率和对非挥发性内存的要求，有众多的数字电位计可供选择，如某公司即有二百五十六个位置、一次编程和双通道的I2C电位计，非常适合于RF放大器中的电位准设置。

对功率放大器输出端复杂的RF信号的功率放大器电位准进行精确测量，可以实现对放大器增益更强的控制，从而优化组件的效率与线性度。使用均方根值(rms)的功率放大器检测器，可以实现从宽带分码多重存取(WCDMA)、增强数据率GSM演进(EDGE)以及通信行动电信系统(UMTS)的蜂窝基站RF信号中，提取出精确的均方根功率放大器电位准。

模拟比较器加快回授回路控制速度

在图3中，功率放大器检测器的输出被连接至功率放大器的增益控制端。基于VOUT和RF输入信号之间的确定关系，功率放大器检测器将对VOUT端(VOUT现在是一个误差放大器的输出)的电压进行调节，直到RF输入的电位准与所设置的VSET保持一致。其中的ADC与DAC构成一个回授回路，而这个回授回路对功率放大器检测器的输出进行跟踪，并且对它的VSET输入进行调节。此增益的控制方法可以使用于信号链的前几级中的可变增益放大器(VGA)和可变电压放大器(VVA)。为了对发射功率放大器和接收功率放大器都进行测试，使用已有的双路功率放大器检测器，对两个复合信号实现同时检测。在功率放大器之前存在VGA或者前置驱动器的系统中，就只需要一个功率放大器检测器。在这种情况下，两个组件中的一个组件的增益是固定的，而VOUT则馈送到另一个组件的控制输入端。

图3　功率传输量检测

当高压电源在线检测到电压尖峰，或超范围的大电流时，由于数字控制回路的速度不够快，因而无法保护组件不受损坏。数字控制回路由下列部分组成：高端电流感应的电流传感器、模拟数字转换器以及用来处理数字量的外部控制逻辑。如果回路确定出电源在线的电流太大，它就会向DAC发出一个命令，以降低闸极电压或关断此部分。根据模拟比较器的输出来配合RF开关，以控制输入到功率放大器的RF信号(图4)，若在电源在线检测到大电流，就可以切断RF信号，以防止功率放大器被损坏。使用一个模拟比较器意味着无需数字处理，所以回路控制就快得多。电流传感器的输出电压可以直接与DAC设置的固定电压进行比较，当在电流传感器输出端上产生一个高于固定电压的电压时，比较器可以控制RF开关上的一个控制接脚，使其电位准翻转，并能立即切断功率放大器闸极的RF信号。

图4　模拟比较器控制回路

分立式器件方案兼顾弹性/成本优势